更快速地渲染出更具有真实感的人脸,对于虚拟现实,影视娱乐,医学仿真,信息安全等领域都有着重要的意义。因此,实时真实感人脸的渲染技术在应用领域中拥有广阔的前景,其也一直是计算机图形学领域中的一个重要研究课题。人脸渲染的主要难点在于人体皮肤的光学特性较为复杂,主要包括发生在真皮层的次表面散射以及发生在表皮层的各向异性反射。而基于一般物理光学模型的方法计算量难以达到实时渲染。因此,根据已有的研究成果,提出了一个改进的近似人体皮肤光照模型,建立了一个新的三层皮肤模型,分别针对各个层次的不同光学特性进行计算,达到了在实时渲染的前提下的高真实感效果。对于人脸三维模型数据的处理,使用一个基于自平衡二叉查找树-红黑树的数据结构,实现了更高效的模型处理算法。对于表皮层与真皮层的次表面散射和光的吸收,使用纹理空间的漫反射辐照度,与多个高斯项的和函数来对近似的人体皮肤的漫反射剖面进行拟合,在没有任何预计算数据的前提下,较好地得到了逼真的真皮层次表面散射效果。并使用基于物理的光吸收计算,较为真实地模拟了表皮层黑色素的光吸收效应。对于表皮皮脂层的各向异性反射,使用改进的基于物理的BRDF镜面光照模型,高效地渲染了较好的皮肤表面的反射效果。实现本文算法的程序使用集成开发环境Visual C++6.0上使用C++编写,图形部分使用OpenGL3.3与GLSL3.3实现。最终程序实现了具有较高真实度的实时人脸绘制结果。